科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在子宮里，發(fā)育中的人類手和腳長(zhǎng)出了額外的肌肉，這些肌肉后來(lái)消失得無(wú)影無(wú)蹤。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些暫時(shí)的組織可能是我們進(jìn)化的祖先遺留下來(lái)的。

神秘的肌肉可以在肢解動(dòng)物比我們更靈巧的位數(shù),解釋研究的合著者瑞•迪奧戈時(shí),進(jìn)化生物學(xué)家和原始人類在華盛頓霍華德大學(xué)古生物學(xué)家,特區(qū)的許多肌肉出現(xiàn)蜥蜴,這運(yùn)動(dòng)奇異的扭動(dòng)的腳趾,而他們出現(xiàn)在哺乳動(dòng)物像黑猩猩,以靈活的腳。然而，根據(jù)10月1日發(fā)表在《發(fā)展》(Development)雜志上的一項(xiàng)小型研究，人類的組織要么與其他肌肉融合，要么在出生前就萎縮為零。

作者認(rèn)為，當(dāng)哺乳動(dòng)物開始從類似哺乳動(dòng)物的爬行動(dòng)物進(jìn)化而來(lái)時(shí)，一些短暫的肌肉可能在2.5億年前從我們成年祖先身上消失了。然而，考慮到這項(xiàng)研究的樣本量很小，這些肌肉是否出現(xiàn)在所有人類胚胎中，以及這對(duì)人類進(jìn)化史意味著什么，還有待觀察。

巴黎居里大學(xué)(Pierre and Marie Curie University)的神經(jīng)學(xué)家和發(fā)育生物學(xué)家阿蘭·切多塔爾(Alain Chedotal)沒(méi)有參與這項(xiàng)研究，他說(shuō):“對(duì)我來(lái)說(shuō)，主要的結(jié)論是，我們的多余肌肉只是暫時(shí)的，然后就消失了。”Chedotal強(qiáng)調(diào)，在得出任何“重大結(jié)論”之前，這項(xiàng)研究需要在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行重復(fù)，但初步結(jié)果提出了有關(guān)產(chǎn)前發(fā)育的有趣問(wèn)題。

他說(shuō)，這些肌肉“(在發(fā)育中的胚胎中)存在，然后就不存在了，但在這期間，有些東西是未知的。”“是什么導(dǎo)致了肌肉的消失?”

從本質(zhì)上看

雖然Chedotal沒(méi)有參與目前的研究，但來(lái)自他實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)推動(dòng)了對(duì)胎兒肌肉發(fā)育的調(diào)查。2017年，Chedotal和他的同事們發(fā)表了一組詳細(xì)的3D快照，展示了人類胚胎和類似胚胎的情況，這是以前從未見(jiàn)過(guò)的。研究小組使用了一種被稱為“全貼免疫染色”的技術(shù)，使他們的樣本皮膚透明，并突出組織內(nèi)特定類型的細(xì)胞。利用附著在肌球蛋白(一種只存在于肌肉中的蛋白質(zhì))上的抗體，研究人員以高分辨率捕捉了人類肌肉發(fā)育的各個(gè)階段。

作為一名解剖學(xué)家，迪奧戈有能力發(fā)現(xiàn)胎兒手腳圖像中隱藏的異常肌肉，Chedotal說(shuō)。Diogo從胚胎圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中提取了13張3D圖像，代表大約7到13周大的胚胎和胎兒。他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在妊娠第7周左右，人類胎兒的手腳各有大約30塊肌肉，但大約6周后，這一數(shù)字減少到20塊。

例如，手上有一塊叫做“反向肌5”的肌肉與小指相連，將手指往下拉并指向手的中線。這種肌肉出現(xiàn)在成年猴子和發(fā)育中的人類胚胎中，但研究人員觀察到，在妊娠第10周左右，該組織開始退化，并在第11周之前完全分解。在足部，位于跖骨之間的肌肉將腳趾完全拉在一起，然后在第9周分解。

雖然有些肌肉早在第7周就出現(xiàn)退化或融合到其他肌肉中，但有些肌肉一直持續(xù)到第11周，“這對(duì)于發(fā)育返祖現(xiàn)象來(lái)說(shuō)是非常晚的，”迪奧戈在一份聲明中說(shuō)。

“我們知道這些肌肉存在于我們的祖先身上……他們?nèi)匀辉谀抢铩?rdquo;這些肌肉殘塊被稱為返祖現(xiàn)象——在某些生物體中已經(jīng)消失的解剖結(jié)構(gòu)，但在胚胎發(fā)育期間或在成體中可能作為變異或異常出現(xiàn)。

迪奧戈說(shuō)，根據(jù)這項(xiàng)研究，雖然人類通常在出生前就會(huì)失去三分之一的退化肢體肌肉，但在極少數(shù)情況下，一兩處肌肉會(huì)在修剪過(guò)程中持續(xù)存在，直至成年。這些殘留的肌肉經(jīng)常被忽視，既不會(huì)造成問(wèn)題，也不會(huì)讓它們的主人擁有超級(jí)靈活的手指，但似乎在發(fā)育遲緩的個(gè)體中更常見(jiàn)，比如唐氏綜合癥或愛(ài)德華茲綜合癥患者。作者認(rèn)為，這可能是因?yàn)楫?dāng)人們?cè)谧訉m中經(jīng)歷發(fā)育停滯或延遲時(shí)，他們更有可能保留退化的肌肉。

巴黎塞納河生物研究所(Institute of Biology Paris-Seine)的發(fā)育生物學(xué)家德?tīng)柗颇?middot;杜普雷茲(Delphine Duprez)在電子郵件中告訴《生活科學(xué)》(Live Science)，這項(xiàng)研究提供了人類胚胎肢體發(fā)育的“第一個(gè)精確圖譜”。然而，她補(bǔ)充說(shuō)，由于“與動(dòng)物模型相比，在人類胚胎中研究肌肉發(fā)育仍然很困難”，這些結(jié)果還有待證實(shí)，而且可能難以證實(shí)。

為了減輕胚胎研究的困難，Chedotal和他的實(shí)驗(yàn)室成員正在繼續(xù)建立他們的圖像數(shù)據(jù)庫(kù)?，F(xiàn)在，他們可以同時(shí)用不同的抗體標(biāo)記多達(dá)八種組織類型，這意味著他們可以顯示動(dòng)脈、神經(jīng)和肌肉在早期人類發(fā)育中的相互作用。他說(shuō)，肌肉需要與神經(jīng)相連，并有充足的血液供應(yīng)才能存活，因此，像迪奧戈這樣的科學(xué)家可以利用這些詳細(xì)的數(shù)據(jù)，拼湊出肌肉在子宮里消失的確切時(shí)間、原因和方式。

Chedotal補(bǔ)充說(shuō)，這個(gè)不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)可供公眾使用，最終將進(jìn)行調(diào)整，使其與虛擬現(xiàn)實(shí)和其他平臺(tái)兼容，使用戶能夠與3D圖像進(jìn)行交互。他說(shuō)，他希望這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)將被證明對(duì)每個(gè)人都有用，從著名的研究人員到醫(yī)學(xué)院的學(xué)生，他們到目前為止一直在研究教科書上幾十年前的插圖中的胎兒發(fā)育。

Diogo計(jì)劃使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖像來(lái)研究人類頭部、動(dòng)脈和神經(jīng)在子宮內(nèi)是如何發(fā)育的。除了挖掘人類進(jìn)化史的新細(xì)節(jié)外，迪奧戈還表示，他的目標(biāo)是幫助醫(yī)療專業(yè)人員準(zhǔn)確預(yù)測(cè)病人皮膚下的情況。他認(rèn)為，如果研究人員能夠預(yù)測(cè)特定病人的解剖結(jié)構(gòu)可能存在哪些變化，那么醫(yī)生就能更好地為手術(shù)做好準(zhǔn)備，并提供更好的護(hù)理。